І. Загальні Методичні вказівки та організація роботи

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО КУРСОВОЇ РОБОТИ З КУРСУ

«ОБ'ЄМНІ ГІДРАВЛІЧНІ ТА ПНЕВМАТИЧНІ МАШИНИ І АПАРАТИ»

(для студентів спеціальності 6.090209 “Гідравлічні і пневматичні машини”)

Донецьк ДНТУ 2005

Привести издательские данные по методичке

І. ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ТА ОРГАНІЗАЦІЯ РОБОТИ

Відповідно до навчального плану підготовки інженерів-механіків за спеціальністю 6.090209 “Гідравлічні і пневматичні машини” в 6 семестрі студентами виконується курсова робота з дисципліни «Об'ємні гідравлічні та пневматичні машини і апарати». Проектування об’ємної гідромашини може бути також частиною дипломного проекту за цією спеціальністю.

Мета роботи – закріплення теоретичних знань та придбання навиків розв'язання інженерних задач при проектуванні об'ємних гідравлічних машин.

Тема курсової роботи – розрахунок та розробка компонування і конструкції заданого типу об’ємної гідромашини.

У курсовій роботі слід показати знання конструкцій основних типів об’ємних гідромашин, вміння вибирати компонування і конструкцію, що найбільше задовольняє конкретні вимоги завдання, уміння виконувати кінематичні, силові і потужністні розрахунки гідромашин, побудову характеристик гідромашин, обчислення на міцність, жорсткість, довговічність і надійність.

Курсова робота виконується під керівництвом викладача, який одночасно є консультантом та нормоконтролером. Викладач видає завдання на курсову роботу, складає та затверджує календарний план, консультує студентів, слідкує за правильністю загального напрямку роботи та відповідністю її виконання встановленим термінам, рекомендує необхідну літературу.

Виконуючи курсову роботу, необхідно керуватися стандартом ДонДТУ “Структура и правила оформления документов по всем видам учебной работы», Донецьк, 1999 р., а також стандартами, вказаними в дод. 3.

Обсяг курсової роботи повинен бути не менше одного аркуша креслень формату АІ /загальний вигляд і необхідні розрізи і перерізи /, а також 30-35 аркушів розрахунково-пояснювальної записки. Специфікація виконується на окремих аркушах формату А4 згідно з держстандартами ЄСКД та прикладається до пояснювальної записки.

Конструктивні креслення гідромашини повинні давати достатнє уявлення про її елементи. На складальних кресленнях повинні бути проставлені основні розміри посадок, приєднувальні розміри машини, а також наведена її основна технічна характеристика.

Конструктивні особливості і розрахунки машини повинні бути висвітлені в пояснювальній записці.

Згідно з стандартом ДонДТУ “Структура и правила оформления документов по всем видам учебной работы», Донецьк, 1999 р., документація по курсовій роботі позначається КР09.0209-05-314.00.00.00.ПЗ, де КР – курсова робота, 09.0209 – шифр спеціальності ГПМ, 05 – рік виконання проекту, 314 – останні три цифри студентського посвідчення, 00.00.00. – коди, встановлені кафедрою, ПЗ – пояснювальна записка (СБ – загальні види і складальні одиниці, СхГ – схема гідравлічна).

Пояснювальна записка повинна починатися титульним аркушем (дод. 1). Зміст записки може бути, наприклад, таким:

1. Завдання до роботи.

2. Реферат (дод. 2).

3. Зміст.

4. Вступ.

5. Вибір конструктивної схеми гідромашини. Опис конструкції і принципу дії (не більше ніж 2-3 сторінки).

6. Визначення основних розмірів витіснювачів, робочих камер, силового вузла, вузла розподілу рідини і маслопровідних каналів (для насосу – вибір електродвигуна). Обчислення і вибір розмірів деталей цих вузлів.

7. Обчислення на міцність, жорсткість (враховуючи зовнішнє навантаження) вала і його опор.

8. Визначення нерівномірності подачі (моменту обертання).

9. Обчислення об’ємних, механічних і гідравлічних втрат у гідромашині. Визначення об’ємного, гідромеханічного і повного ККД.

10. Визначення критеріїв і показників роботи гідромашини.

11. Визначення надійності машини.

12. Висновок.

13. Література.

14. Додатки

Розділи записки повинні мати порядкові номери в межах всього документа, які позначаються арабськими цифрами з крапкою, підрозділи повинні мати номер розділу і підрозділу, розділені крапкою. Назви розділів у записці пишуться великими літерами, а підрозділів – малими.

Всі обчислення проводять в системі одиниць СІ, крім загальноприйнятих у гідроприводі (витрати – л/хв, робочий об’єм см³/об, частота обертання – об/хв.). Не допускається вказувати числовий результат обчислень без попереднього запису в формулі числових значень.

Розділам пояснювальної записки “РЕФЕРАТ”, “ЗМІСТ”, “ВСТУП”, “ВИСНОВОК”, “ЛІТЕРАТУРА” порядкові номери не присвоюються.

Зміст графічної частини:

1) конструкторська специфікація;

2) складальне креслення (не менше як дві проекції, необхідні розрізи і перерізи) – 1 аркуш формату АІ;

3) характеристика насосу (гідромотору).

При підготовці цих методичних вказівок були використані “Методичні вказівки до курсового проекту з курсу “Об’ємні гідромашини і гідропередачі” для студентів механіко-машинобудівного факультету/ Укл. В.С. Лисенко, О.С. Самохвалов. – К.: КПІ, 1993. – 84 с.”.

2. ЗАВДАННЯ ДО КУРСОВОЇ РОБОТИ

Завдання до курсової роботи видається кожному студенту індивідуально на першому тижні семестру. В завданні вказуються тип гідромашини, її конструктивні особливості /вид силового вузла, вузла розподілу рідини та ін./, вихідні технічні дані. Так, для насоса задаються номінальна витрата, номінальна, максимальна і мінімальна частоти обертання і тиск на виході і вході, максимальний тиск дренажу, умови експлуатації /закрите приміщення, експлуатація на відкритому повітрі, установка гідромашини стаціонарно або на рухомому об’єкті/, ККД. Для гідродвигуна замість витрати задаються мінімальний і максимальний моменти обертання на валі.

Якщо вихідні дані гідромашини не відповідають ГОСТ 12445-80 /дод. 4/, ГОСТ 12446-80 /дод. 5/, ГОСТ 13825-80 /дод. 6/, студент округлює їх до найближчих значень за цими стандартами. Якщо в завданні не задані всі вказані вище дані, студент вибирає їх самостійно.

3. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ РОБОТИ

3.1. Визначення робочого об’єму, моменту обертання і потужності гідромашини

Цей етап виконується аналогічно для різних типів об’ємних машин.

3.1.1. Об’ємний насос

Для насосу із вихідних даних відомі фактична витрата Q_н і тиск р_н. Частота обертання n_н вибирається за частотою обертання привідного двигуна і залежить від типу насоса, або нею задаються. Причому за малих потужностей, як правило, використовуються високообертові двигуни. Для великих потужностей частоту обертання насосів вибирають меншою.

Для серії геометрично подібних гідромашин справедлива умова [1]

(І)

де n _max, q – максимальна частота обертання і робочий об’єм гідромашини.

Із виразу (І) випливає, що для серії геометрично подібних гідромашин максимальна частота обертання обернено пропорційна її характерному розміру .

Робочий об’єм насоса визначають за формулою

(2)

де η _н.о – об’ємний ККД насосу за тиску нагнітання р_н і частоти обертання n_н.

Робочий об’єм округлюють до найближчого із ряду за ГОСТ 13824-80 (дод. 7).

Момент обертання на валі насоса

(3)

де р_в – тиск на всмоктуванні насоса (надлишковий тиск);

η _н.м – гідромеханічний ККД насосу.

Допустима величина р_в або втрата тиску на всмоктуванні, як правило, задається у вихідних даних. У деяких випадках за попередніх обчислень р_в можна знехтувати.

Величинами η _н.о і η _н.м орієнтовано задаються, керуючись значеннями ККД працюючих зразків подібних машин. За даними [2, 3] для кращих зразків аксіально-поршневих гідромашин за робочих режимів можна приймати η _н.о = 0, 93... 0, 98, η _н.м = 0, 9... 0, 95. Значення об’ємного ККД гідромашин однієї і тієї самої конструктивної схеми в разі збільшення їх робочих об’ємів зростають. Враховуючи це, для попередніх обчислень об’ємний, механічний ККД і кількість робочих камер z для аксіально-поршневих машин можуть бути вибрані за даними табл. 3.1.

Таблиця 3.1 – Технічні параметри аксіально-поршневих насосів

Для радіально-поршневих насосів за тиску р_н = 10 МПа η _н.о ≥ 0, 9, а при р_н = 20 МПа η _н.о = 0, 75... 0, 8 [2÷ 5].

Для пластинчатих насосів при Q_н = 6…200 л/хв і р_н = 14 МПа η _н.о = 0, 64...0, 93, загальний ККД η _н = 0, 41...0, 82 [6, 7].

Для шестерневих насосів при Q_н = 5…140 л/хв і р_н = 2, 5 МПа відповідно η _н.о = 0, 7...0, 92; η _н = 0, 4... 0, 8. При Q_н = 115 л/хв і р_н = 12 МПа η _н.о = 0, 91; η _н = 0, 85 [8, 9].

Для тригвинтових насосів [10, 11] при Q_н = 6…3300 л/хв η _н.о = 0, 58...0, 95; η _н = 0, 41...0, 77.

Потужність на валі насоса

(4)

Для гідронасоса, що регулюється, замість q_н в формули підставляють q_н.max і обчислюють аналогічно за параметром регулювання

3.1.2. Об’ємний гідродвигун

Для гідродвигуна з вихідних даних відомі момент обертання М_д і частота обертання n_д, або діапазон частот обертання n_д.min … n_д.max на валі гідродвигуна, а також тиск р_н у напірній гідролінії.